中文摘要：

钢轨踏面疲劳裂纹是钢轨常见伤损之一，它破坏轮轨关系，增加养护维修费用，其扩展甚至会导致钢轨折断，危及行车安全；随着列车速度提高和轴重增加，钢轨踏面疲劳裂纹呈增加趋势。本项目拟建立车辆-轨道耦合动力学模型，研究轮轨力的幅频特性和轮轨接触位置的分布特征，探求这两随机量的联合概率分布，编制随机载荷谱；利用试验获得的循环应力-应变曲线，建立轮轨接触非线性模型，研究随机载荷谱作用下钢轨应力-应变场的变化；利用损伤力学理论和断裂力学理论，估算疲劳裂纹萌生与扩展寿命；采用神经网络模拟疲劳裂纹萌生扩展寿命与轮轨接触位置、轮轨力和材料性能参数等各随机因素之间的非线性关系；运用Monte-Carlo仿真，研究多重随机因素作用下疲劳裂纹萌生和扩展寿命概率分布特性，分析各参数对疲劳裂纹萌生和扩展寿命的影响，揭示钢轨疲劳损伤机理。本项目的研究成果将丰富钢轨损伤力学研究内容，为钢轨养护维修和服役安全提供理论支持。